Хромосомы у кошки: количество, особенности, отклонения

Особенности кариотипа собак и кошек

Каждая клетка организма имеет ядро, которое хранит в себе генетическую информацию. Основная ее часть заложена в специфических структурах – хромосомах – связанных цепочках генов, которые можно рассмотреть под микроскопом на стадии деления клеток.

Число и структура хромосом – специфичный для каждого вида живых организмов постоянный показатель, который носит название кариотип. Он определяет особенности наследования большинства признаков и свойств животного. Нарушение их количества или другие изменения могут стать причиной развития наследственных болезней, появления на свет нежизнеспособных особей или, наоборот, новых видов.

В каждой клетке содержится постоянное парное количество идентичных хромосом, характерное для вида: у домашней кошки их 38 (19 пар), у собаки – 78 (39 пар). Именно они определяют особенности внешности, здоровья и характера каждой особи. В половых клетках находится только часть (половина) этого набора, которая восстанавливается при оплодотворении.

Все пары хромосом, за исключением одной, имеют одинаковый внешний вид (форму и размер) и отвечают за развитие одних и тех же признаков, тогда как одна пара содержит хромосомы разной величины, которые отвечают за половые признаки:

• Х — отличается большим размером и определяет женский пол,
• У – характеризуется меньшим размеров и обозначает мужской пол.

От особенности их слияния зависит пол будущего потомства: если при оплодотворении встречаются женские и мужские клетки с Х-хромосомами – развивается женская особь, если же одна из них содержит У-тип – появляется мужская особь.

Теоретический аспект вопроса

Хромосома – важная единица ядра клетки, которая несёт в себе генетическую информацию. Она представлена молекулой ДНК, которая образует комплексы с белками-гистонами. Гистоны в свою очередь содержат большое количество лизина и аргинина. В микроскопе хромосомы отчётливо видны в период деления клетки, в неделящейся клетке они заметны плохо – нити ДНК слишком сильно вытянуты и тонки.

У кошек насчитывается 19 пар хромосом, путём несложных вычислений, можно определить, что весь наследственный материал у них расположен в 38-ми хромосомах. Для сравнения, у человека это количество равно 46, то есть в 23-х парах.

Кошки, как и люди – это многоклеточные организмы. Клетка – мелкая структура организма, способная к самовоспроизведению, в состав которой входят компоненты, которые взаимодействуют между собой. Эти компоненты именуются органеллами. Клетки кошек состоят из следующих органелл:

• Лизосома – самые мелкие клеточные органеллы, представлены они в виде пузырьков, внутри которых содержатся ферменты, которые помогают им нести их главную функцию – расщепление жиров, белков и углеводов.
• Аппарат Гольджи – система полостей, в которых происходит накопление и распределение по клетке поступивших макромолекул. Также аппарат Гольджи участвует в образовании лизосом.
• Центриоли – расположены в клеточном центре, представляют собой цилиндры из микротрубочек. Именно микротрубочки определяют форму и геометрию клетки и ориентируют органеллы при их движении.
• Плазматическая мембрана – отделяет клетки от соседних элементов.
• Волокна цитоскелета – образованы белками-филаментами, которые формируют опорно-двигательный аппарат клетки и структурируют её. Именно благодаря филаментам клетки могут менять свою форму и взаиморасположение органелл.
• Митохондрии – источник энергии клетки. Могут иметь форму шара, нити или палочки. Внутри неё происходит процесс преобразования энергии поступивших в клетку питательных веществ в энергию АТФ.
• Эндоплазматическая сеть – система, которая состоит из канальцев и полостей, которые имеют разную форму и размеры. Данная органелла выполняет функции перемещения и обмена веществ внутри клеток, также являются местом, где прикрепляется рибосома, покинувшая ядро.
• Рибосома – мелкие немембранные органеллы, на поверхности которых осуществляется синтез белков.
• Ядро – самая крупная органелла, присутствующая в клетке. Именно там находится генетическая информация об организме, заключённая в молекулу ДНК.
• Ядрышко – округлое тельце, которое находится непосредственно в ядре. Является местом сборки рибосом.

Важно понимать, что то, какие признаки получит будущее потомство, зависит вовсе не от количества генов, а от порядка и последовательности расположения огромного количества входящих в ген аминокислот. Генов в кошачьем ДНК около 20 тысяч, они состоят из четырёх аминокислот, которые собраны в группы по три

Эти группы впоследствии формируют алфавит из 64 букв, в котором одна буква обозначает начало одного гена. Он, в свою очередь, несёт информацию о каком-либо индивидуальном свойстве организма.

Пути деления клеток у кошек:

1. Митоз – клетка делится после того, как накопила достаточное количество аминокислот. При этом хромосомы воспроизводят сами себя, удваиваются, где дочерние клетки – это точная копия своих родителей. При этом гены имеют 2 и более уровней проявления – доминантные и рецессивные. Митозом делятся соматические клетки.
2. Мейоз – при котором у кошек каждому из родителей нужно передать гены только от одной хромосомы, входящей в эту пару. В отличие от митоза, в ходе мейоза число хромосом уменьшается в 2 раза. В момент соединения яйцеклетки со сперматозоидом, несущие в себе половинное количество хромосом – по одной из пары – формируется полный набор – 19 пар. Мейозом делятся половые клетки.

Соматические и половые клетки отличны друг от друга тем, что половые клетки дают начало следующему поколению гамет, а соматические клетки не принимают участия в процессе полового размножения, потому и не оставляют потомства. Существует версия, что роль соматических клеток – поддержание размножения и выживаемости половых клеток.

Кариотип – набор генов – которым обладают современные кошки, был получен от их непосредственного генетического предка – Дикой Африканской кошки. Её гены входят в состав основного набора у кошек всех пород.

Хромосомный набор домашней кошки

Мутация – это частичное изменение генетического кода. Причины мутаций:

• Неполное деление молекул ДНК при мейозе;
• Неполное деление молекул ДНК при митозе;
• Воздействие на деление какого-либо мутагена, например, никотина или радиация.

Кариотип и хромосомный комплекс

Число и структура относятся к постоянному показателю. Исследователи дали ему наименование кариотип.

Содержит особенности, связанные с наследуемыми признаками и свойствами. Любые изменения становятся причиной передающихся по наследству заболеваний и появлению малышей с явно выраженными несоответствиями и патологиями, порой, несовместимыми с жизнью.

Изменения кариотипа, способствует и выведению новых видов.

Ряд пород дорогостоящих мурок выведен искусственно, что не умаляет достоинств симпатичных существ (чаузи, тойгер, саванна, американский керл и т. д.).

Анализ набора играет большую роль при отборе качественных экземпляров и выбраковке особей, имеющих дефекты. Именно от этого зависит сохранение чистоты породы.

Скрупулезный и тщательный учет даже минимальных отклонений поможет впоследствии избежать уродств и мутаций.

Обязанность владельцев − предоставлять правдивые сведения о детенышах и их родителях, без преувеличения либо, напротив, сокрытия значимых факторов.

Принципы наследственности кошек

Хромосомы внешне напоминают длинный шнурок, составленный более мелкими частичками. Они носят название гены. Гены также располагаются парами (один от кошки, другой от кота), каждая из которых включает:

• доминантный ген – ведущий, а потому задающий основные признаки животного в первом поколении;
• рецессивный ген – более слабый, может проявляться во втором и последующем поколениях.

Чистопородное разведение основано на принципах генетики.

В случае если происходит слияние двух рецессивных генов (они образуют пару), то у кошки может появиться совершенно непохожий на «родителей» котенок.
Например, у черной самки и кота с пепельной шерстью может родиться котенок с шерсткой кремового цвета. Это значит, что у обоих животных присутствовал рецессивный ген, отвечающий за кремовый окрас.

Большое значение в процессе отбора (выбраковки) животных для племенного разведения имеет анализ хромосомного комплекса кошки. Обязательным условием является учет всех отклонений – экстерьерных, физиологических и морфологических.

Каждого владельца рано или поздно интересовал вопрос — Сколько же хромосом у кошек? И есть ли существенные отличия в геномах этих питомцев от остальных организмов? В данном вопросе и поможет разобраться эта статья.

Генетика

Понятие хромосомы очень трудно раскрыть без базовых знаний генетики.

Геном – набор генетической информации об организме.
При детальном рассмотрении он обнаруживается практически в любой клетке. Самым большим вместилищем знаний о строении различных частей клетки является хромосома, которая представляет собой особую структуру клеточного ядра.
Остальная часть генома (37 генов) хранится вне ядра. Хромосома является не чем иным, как сложно устроенным ансамблем дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и белков.

Свойства хромосом, такие как форма, количество и строение, индивидуальны и постоянны для определенного вида и являют собой хромосомный видовой набор. Половые клетки (сперматозоиды и яйцеклетки) содержат гаплоидный (одинарный) набор хромосом. В свою очередь, оставшиеся клетки организма диплоидны (имеют двойной набор хромосом). Каждая хромосома имеет свою пару. Эти пары называются гомологами.

Набор хромосом домашней кошки составляет 19 пар
. Восемнадцать из них является полными гомологами (аутосомы). Девятнадцатая пара половых хромосом либо одинаковыми ХХ (у самки), либо Х и Y (у самца).

Наличие одинарного набора хромосом в половой клетке необходимо для передачи признаков от обоих родителей. Это способствует развитию неидентичности животных, появлению новых признаков и свойств и, как и мутация, служит материалом для естественного отбора.

Половые клетки проходят этапы развития, которые не схожи с этапами обычных (соматических) клеток. В них присутствует мейоз вместо митоза и происходит рекомбинация генов. В результате деления, идущего в два этапа, образуется не две, а четыре клетки с одинарным набором хромосом.

Каждая смена поколений знаменуется перераспределением отцовских и материнских хромосом, поэтому справедливо говорить и о генетической информации, хранящейся в них.

Почитание кошки в Древнем Египте – интересные факты

Хромосомные дефекты у кошек

Встречаются отклонения, связанные с числом хромосом или расположением генов в них. Такие дефекты могут придавать особенности внешности питомца или же вызывать болезни и нарушения развития. Чаще всего увеличение количества хромосом влияет на половые признаки животного:

• лишняя половая хромосома (XXY, синдром Клайнфелтера) у кота обычно приводит к невозможности воспроизводства потомства;
• отсутствие одной половой хромосомы у кошки (X0) приводит к бесплодию.

В случае «поломки» хромосом и неправильного расположения либо комбинации генов при слиянии половых хромосом или делении аутосом может возникать гермафродитизм животного. В таком случае у кошки или кота одновременно присутствуют и яички и яичники. Вообще же в редких случаях могут возникать какие угодно хромосомные мутации, приводящие к заболеваниям или дефектам внешности животного.

Красавицы бурмезы (бурманские кошки) склонны к бесплодию в результате отсутствия второй X-хромосомы

Хромосомы у кошки

У домашней кошки 19 пар хромосом, соответственно, всего их 38. В каждой хромосоме содержится более 25 тысяч генов.

Кариотип (хромосомный набор) домашней кошки состоит из 19 пар хромосом

У кошек, как и других организмов, размножающихся половым путём, есть пара половых хромосом (XX). У котов она имеет вид XY, также как у большинства млекопитающих и человека. Их сочетание определяет пол котёнка. Кроме того, хромосомы отвечают за окраску. Гены передаются котятам по одному от кота и кошки. Один из них доминантный — более сильный и определяющий проявление своих признаков у котят. Другой — рецессивный, он угнетается доминантным. И когда сходятся два рецессивных — от кота и кошки, то получаются котята, не похожие ни на того, ни на другого.

У кошек ген цвета находится в половых хромосомах, поэтому окраска котёнка связана и с полом

Прочие хромосомы, не связанные с полом, называются аутосомами.

Сопутствующие товары

• Корм поддерживает иммунитет, здоровое пищеварение и мышечную массу у взрослых кошек

• Позаботьтесь о здоровье вашей пожилой кошки с влажным кормом Hill’s Science Plan 7+ Youthful Vitality с курицей. Рацион позволяет противостоять процессам старения на клеточном уровне.

• <P>Рацион Hill’s<SUP>TM</SUP> <span class=’nowrap’>Science Plan</span><SUP>TM</SUP> <span class=’nowrap’>Optimal Care</span> разработан для поддержания оптимального веса, содержит антиоксиданты с клинически подтвержденным эффектом, протеины и обогащен Омега-3 жирными кислотами.</P> <P><STRONG>

• Hill’s <span class=’nowrap’>Science Plan</span> Feline Mature Adult 7+ Active Longevity with Tuna помогает сохранить функцию почек и других жизненно важных органов. Разработан с антиоксидантами с клинически подтвержденным эффектом, Омега-3 жирными кислотами и сниженным содержанием фосфора. <P><B>

Немного кошачьей истории

Как известно, все современные домашние кошки произошли от диких. Какие-то породы — от жителей африканского континента, другие — от диких европейских кошек. Все они сильно отличались по окрасу:

• степная кошка (Felis Silvestris Lybica) была полосатой, с серым, серебристым или песчаным фоном. В зависимости от подвида окрас мог меняться до светлого или тёмного песчаного, а полосы сменялись пятнами;
• лесная европейская кошка (Felis Silvestris) отличалась красивым сероватым окрасом с охровым оттенком и тёмными чёткими полосами.

Африканская степная кошка Felis Silvestris Lybica и её подвиды считаются прародителями всех домашних кошек

Эти кошки послужили основой для всего кошачьего рода. Вполне возможно, что в процессе формирования происходило межвидовое скрещивание и генные мутации, которые ещё больше разнообразили окрасы.

Около 5000 лет назад кошку одомашнил человек. С тех пор, благодаря селекции и всё тому же скрещиванию, окрасы кошек стали ещё разнообразнее.

Все кошачьи окрасы формируются с помощью двух пигментов

Чёрные окрасы

Чёрные окрасы также зовутся эумеланистическими. Гены чёрных окрасов выглядят так:

• В — чёрный (black);
• b — коричневый (brown);
• bl — коричневый светлый (brown light).

Они объединяются в хромосоме по два и называются аллелями. Так:

• пара ВВ отвечает за чёрный окрас,
• bb — за шоколадный и лиловый,
• blbl формирует циннамон и фавн.

Ген В сильнее b, а b, в свою очередь, сильнее bl.Поэтому в паре Bb кошка будет чёрной, в паре bbl — шоколадной, в паре Bbl — снова чёрной.

Также в хромосоме присутствует ген интенсивности. Он будет формировать следующие окрасы:

• ВВDD — чёрный солид (насыщенный),
• BBdd — голубой,
• ВВDd— чёрный (так как ген D — доминантный).

От чёрного происходят многие окрасы

Рыжие окрасы

Второе название рыжих окрасов — феомеланистические. Гены рыжих окрасов — доминантный О и рецессивный о. В сочетании с генами D и d производят:

• OD — насыщенный рыжий,
• Od — кремовый.

Рыжий окрас отличается привязкой к полу кошки. Это обусловлено его привязкой к Х-хромосоме. Так, если у кота (ХY) есть ген рыжего окраса, он будет рыжим. Для того чтобы рыжей была кошка (ХХ), она должна обладать геном рыжего окраса в обеих хромосомах.

Рыжий окрас — результат действия феомеланина

Белый окрас

Белый окрас кошек формируется с помощью генов W (доминантный) и w (рецессивный). Он действует, подавляя гены прочих окрасов. Сам ген W не является геном окраса: он именно ген-подавитель, препятствующий выделению пигмента.

Если скрещиваются две кошки с геном WW (доминантным), то котята получаются только белыми. Если же скрестить двух кошек с геном Ww (такие особи называются гетерозиготными, то есть имеющими в одном гене два разных аллеля), то в потомстве может проявиться и пигмент.

Белые кошки необязательно альбиносы

Кошки находятся рядом с человеком уже более 9000 лет, об этом свидетельствуют археологические исследования и древние писания. И в те времена никто не задумывался о принадлежности кошки к той или ной породе. В Древнем Египте кошек чтили, как священных животных, также их ценили как отличных охотников на грызунов.

С конца 19 века ведутся активные селекционные работы, которые рождают все новые и новые породы кошек. Так получаются необыкновенные усатики с различной длиной шерсти или вовсе голые, с удивительными окрасами и интересными чертами характера. Каждая представительница, которая признана фелинологической организацией – уникальна и находит своих поклонников. Но при всем многообразии породистых мурлык, самыми многочисленными и популярными остаются дворовые коты.

Наследственность котов

В соматической клетке кошки 38 хромосом, в которых содержатся молекулы ДНК с генотипической информацией. Генотипические проявления, которые отражаются во внешнем облике живого организма, называются фенотипом. Фенотипические проявления котят различаются по цвету, размеру животного.

Гены у потомства парные – один ген от самки, а другой — от самца. Как известно, гены делятся на доминантные (сильные) и рецессивные (слабые). Доминантные гены обозначаются прописными, латинскими буквами, рецессивные — строчными. В зависимости от их сочетания выделяют гомозиготные (АА или аа) и гетерозиготные (Аа) типы. Доминантный ген проявляется как в гомо-, так и в гетерозиготном состоянии. Рецессивный ген проявит свои признаки лишь в гомозиготном типе (аа). Эти генетические знания полезны при вычислении признаков будущих котят по фенотипическим проявлениям их родителей

Здесь важно знать, какой ген, отвечающий за проявление определенного признака, является рецессивным или доминантным

Гены окраски животных располагаются в Х-хромосоме, они представлены в таблице ниже:

a	Серый
b	Шоколад
c	Платина, лиловый
d	Рыжий
e	Кремовый
f	Черепаховый
g	Черепаховый голубокремовый
h	Черепаховый шоколадный
j	Черепаховый лиловый
n	Черный
o	Сорель, медовый
p	Желто-коричневый
q	Черепаховый красно-коричневый
r	Черепаховый желто-коричневый
s	Дымчатый
w	Белый
y	Золотой
x	Незарегистрированный окрас

Наследственные факторы

Кариотип играет определяющую роль в наследственности кошек. Соматическая клетка животного содержит 38 хромосом, которые, в свою очередь, состоят из более мелких частиц – генов ДНК. Эти гены несут в себе информацию, которая обязательно будет передаваться последующим поколениям, за исключением случаев, если речь идет о кастрированной особи. Любые внешние проявления у котенка, которые характерны для его родителей, называются фенотипом.

Поскольку число хромосом (за исключением половой) является парным, это значит, что информация передается как от матери, так и от отца. Тем не менее, количество наследуемой информации может быть разной. Это зависит от того, какой именно ген себя проявляется в большей степени.

Известно, что они могут быть доминантными и рецессивными. Здесь есть существенная разница:

Доминантный	Рецессивный
Является ведущим, соответственно, хранимая в нем информация проявляется в первом поколении наследства. Обозначается прописными латинскими буквами	Не такой сильный, как доминантный, а потому, как правило, проявляет себя лишь в последующих поколениях, например, во втором или даже третьем. Обозначается строчными латинскими буквами.

В зависимости от сочетания генов определяют гомозиготный и гетерозиготный тип. Первый – это АА или аа, то есть, комбинация двух доминантных или двух рецессивных генов. Второй – Аа, сочетание доминантного и рецессивного генов. Более сильный ген активно проявляет себя при любом варианте комбинации, а вот слабый – только в гомозиготном аа.

Примечательно, что если у кошек рождается котенок с гомозиготным типом аа, то он может быть совершенно непохожим на своих родителей, так как слабая генетика проявит себя лишь в его потомках. То есть, на родителей кота будут похожи, например, его «внуки».

Именно хромосомы передают по наследству такую важную информацию, как:

• окрас шерсти и ее тип;
• цвет глаз;
• длина и толщина хвоста;
• размеры и расположение ушей, форма ушной раковины;
• предрасположенность к тем или иным заболеваниям.

Окрас шерсти

Среди набора генов у котов есть те, которые непосредственно отвечают за окрас шерсти и ее структуру. Данная схема работает так – неполовая соматическая клетка содержит определенное количество таких генов. Их задача – тормозить распространение меланобластов. Это пигмент, который, собственно, и придает шерсти тот или иной цвет. Если ген не дает меланобластам достичь шерсти, то в этом месте волосы не окрашиваются, и остаются белыми. Если в определенных клетках этого гена нет, значит, здесь возможна миграция меланобластов, вследствие чего и осуществляется окрас шерсти. Именно таким образом на теле животного появляются характерные пятна.

Среди набора генов у котов есть те, которые непосредственно отвечают за окрас шерсти и ее структуру

Обычный пигмент, на которого не влияет генетическая информация, дает полосатый окрас. Но гены могут заставлять меланобласты окрашивать шерсть в другие оттенки. Все зависит от кариотипа. У гетерозиготных котов окрас будет полосатым, а у гомозиготных – однородным.

Иногда возможна мутация генов, вследствие чего снижается или вообще прекращается выработка фермента тирозиназы. В результате этого у животного развивается альбинизм.

Мозаика

Когда котенок имеет один или два цвета – это нормальное явление, знакомое каждому. Но иногда питомец может выглядеть как настоящая мозаика, ведь его шерсть сочетает три и даже больше оттенков. Почему так происходит?

Естественно, все дело в тех генах, из которых состоят данные структуры. Гены, отвечающие за раскраску, содержатся в Х-хромосоме. Причиной мозаичности является то, что хромосома состоит из разнообразных генов, «окрашивающих» шерсть. То есть, здесь нет ничего экстраординарного, хотя это и сравнительная редкость.

Иногда питомец может выглядеть как настоящая мозаика, ведь его шерсть сочетает три и даже больше оттенков

Какие наследуемые признаки передают хромосомы

Генетика — это младенец в научном мире. Она тот же космос, только внутри отдельно взятого индивида. На сегодняшний день учёные смогли выделить ничтожно малое количество генов, отвечающих только за самые простые признаки:

• шерсть (её цвет, структуру и длину);
• форму и расположение ушей;
• цвет глаз;
• анатомию тела (хвост, лапы, рост).

По наследству также передаются и заболевания. Они так и называются — генетические. Вот лишь некоторые из них:

• кардиомиопатия;
• Гипертрофическая кардиомиопатия — наследственное заболевание, проявляющееся в утолщении стенок желудочков сердца, что приводит к снижению их способности сокращаться порфирия — нарушение синтеза гемоглобина;
• менингоцеле — грыжа мозга;
• болезнь Виллебранда — повышенная кровоточивость слизистых оболочек;
• атрофия сетчатки глаза;
• поликистоз почек.

Сколько у кошки жизней?

Всем известно, что в 1996 году в мире было проведено первое клонирование (знаменитая овечка Долли). Через пять лет ученые клонировали кошку, имя дали ей – Копирка (по-русски) или Carbon Copy (это латынь).

Для клонирования была взята кошка черепаховой серо-рыжей расцветки – Радуга. Из яичников Радуги извлекли яйцеклетки и соматические клетки. Из всех яйцеклеток удалили ядра и заменили ядрами, выделенными из соматических клеток. Затем была проведена стимуляция электрошоком, и после этого реконструированные яйцеклетки трансплантировали в матку серой полосатой кошки. Именно эта суррогатная мать родила Копирку.

Но у Копирки не было рыжих пятен. При исследовании удалось выяснить следующее: в геноме кошки (самки) находятся две X-хромосомы, отвечающие именно за окрас животного.

В оплодотворенной клетке (зиготе) активны обе Х-хромосомы. В процессе деления клеток и дальнейшей дифференцировке во всех клетках тела, включая и будущие пигментные клетки, одна из Х-хромосом инактивируется (т.е. у клетки теряется либо сильно уменьшается активность). Если кошка гетерозиготна (к примеру, Оо) по гену окраски, то в одних клетках может инактивироваться хромосома, несущая аллель рыжей окраски, в других — несущая аллель черной окраски. Дочерние клетки строго наследуют состояние Х-хромосомы. В последствие этого процесса и формируется черепаховая окраска.

При клонировании кошки в ядре реконструированной яйцеклетки, извлеченном из обычной соматической клетки трехцветной кошки, не произошла полная реактивация (восстановление жизнеспособности или активности) выключенной Х-хромосомы.

Полное репрограммирование ядра хромосом при клонировании живого организма (в данном случае – кошки) не происходит. Вполне вероятно, что именно поэтому клонированные животные болеют и не всегда могут вывести здоровое потомство. Копирка жива до сих пор. Она стала мамой трех очаровательных котят.